新航行系统中的地空通信网络_吴盘龙
第1章 新航行系统的构成.
1.2
CNS/ATM系统的要素
四、新监视系统的要素（1）
A/C模式或S模式的二次雷达（SSR）用作终端区和高密度陆地空 域的监视。 自动相关监视（ADS）用在其他空域，最终将普遍使用ADS，并 且可以和SSR重叠。 一次监视雷达（PSR）将逐步消失。
中国民航大学 CAUC
1.2
CNS/ATM系统的要素
Air Traffic Management
C N S / ATM
Communications Navigation Surveillance
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1.2
CNS/ATM系统的要素
一、CNS/ATM系统的环境及组成（1）
新航行系统是一个以星基为主的全球通信、导航、监视加上自动 化的空中交通管理的系统。
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1.3
CNS/ATM系统的发展目标
利用新技术适应未来航行的需求，提高系统容量； 对海洋与边远地区形成连续无缝隙的覆盖； 实现数字式数据交换，改善信息传输管理，提高空中交通管理的自 动化，创造灵活、高效的空中交通环境； 提高管制的实时性、应变性，获得更好的动态空域，从程序式管制 过渡到战术性管制； 扩展监视作用，在保证安全的情况下减小飞行间隔，更有效地利用 空域； 提高精密定位能力，有利于实现区域导航和四维导航，扩展短捷直 飞航线，扩大飞行自由度，节约飞行时间和燃料； 适应各种环境，包括不同空域环境，不同交通密度、不同机载设备 、不同地面设施，并能适应多样化用户，以及全球飞行时跨区或飞越 国境时的适应性。
中国民航大学 CAUC来自1.1概 述1992年： FANS系统的概念和基本方案得到ICAO第29届大 会的批准。 1993年： FANS/II专门委员会在1993年的第4次会议上宣 布完成了历史使命，从而转入实施未来航行系统的阶段，同 时，认为既然已进入实施阶段，不再是“未来”的系统，所 以改称为“国际民航组织的CNS/ATM系统”，简称“新航 行系统”。
现代通信导航系统在航空管制中的应用
一、引言随着我国经济的发展，带动了民用航空事业的高速发展，根据预测，到2010年世界空中旅客运输的年均增长率为6%，我国的民航业将以平均每年9%的高速度增长。
可见现行的以地面设施为基础的陆基的航空通信、导航和监视管理系统，将不能适应日益增长的空中交通流量和新型飞机航速、航程扩展的需要；同时也给航空管制设备提出了更高要求。
新空域的开发，边远地区和越洋飞行密度的增加给飞行管制增加了难度，同时大量的空地、空空信息的互换使旧的语音通信设备难以胜任，所有的一切都说明，卫星通信导航设备在航空管制中的地位和作用越来越明显。
随着卫星通信导航技术的应用在民航应用也越来越普遍，这给我们建立自己的卫星通信导航系统提供了技术支持。
那么卫星通信导航设备存在什么样的问题？我们怎样去解决呢？本文将试图进行初步探讨，以期待引起航空管制界，特别是军航界对这一问题的重视。
二、卫星通信导航的发展概况（一）卫星通信导航概述卫星通信导航的设想产生于70年代初期，最初称为未来航行系统。
国际民航组织为尽快使各国认识到新航行系统低投入，高效益的特点，尽快在21世纪初期，在全球普及该系统，后来改名为新航行系统。
即卫星导航、卫星通信和数据通信的新的空中交通管理系统，也就是人们常说的新的CNS/ATM系统。
空中交通管理系统的技术基础主要是三大硬件，即通信、导航与监视。
而卫星通信导航系统主要新在“空基”上，也就是说系统是以空中卫星为基本特征的系统。
导航是该系统的核心，通信是系统的必要条件，监视可以说是系统安全保障的手段，缺一不可。
下面对其三个组成部分做一下简介。
通信：航空通信包括空地通信和平面通信。
新航行系统的通信是实现CNS/ATM的一个极其重要的条件，现已发展并被广泛应用的卫星通信、数据通信以及航空电信网等，使系统的地面与空地通信有机的融为一体。
此外，航空电信网使AOS、GNSS与各种通信系统有机结合起来，实现了各空中交通管理计算机系统之间，以及各类航空用户间的数据交换。
新航行系统
课程介绍-内容
课程以通信、导航、监视/空中交通管理（CNS/ATM）为主 线，系统、详细讲述了以下内容： 国内外现代空中交通管理和新航行系统体制、现状和发 展； 无线电信号基础； 以高频短波、甚高频通信为代表的地空通信系统，以航空 电信网（ATN）为代表的平面数据通信网络； 新航行系统的通信基础——卫星通信系统； 以NDB、VOR、ILS为代表的近程导航系统； 以IRS、GPS为代表远程导航系统； 以一次雷达、二次雷达以及ADS为代表的监视系统
空中交通服务系统的结构及服务区域
结构 飞行的实现以及飞行过程的安全，需要机组人员 准确完成飞机操纵，而准确操纵的前提是需要地 面人员提供提供优质、准确、及时、完善的空中 交通服务； 空中交通服务有赖于多方面的配合、协调； 空中交通服务包括：空中交通管理系统、通信系 统、导航系统、监视系统以及气象系统、航行情 报系统等
空管导航系统
国内空管通信系统现状
所有机场都建立了VHF地空通信系统； 建立了以总局为网关和数据处理中心，以北京、广州、 上海、成都、西安、沈阳为数据通信分节点，基本覆盖 国际航路、国内干线航路的105座远端地面站（RGS）的 VHF低空数据通信网络； 建立了民航专用C波段平面卫星通信网； 建立了民航专用分组数据网； 基本实现了民航平面通信的电报自动化。 业务繁忙机场建成800M集群通信系统19套，保证了场内 移动通信的有序和可靠；
空中交通管理设备的发展
第一阶段是在20世纪30年代以前 第二阶段是在1934－1945年期间 第三阶段出现在1945年至20世纪80年代 第四阶段从20世纪80年代后期开始
空中交通管理设备的发展
一、第一阶段是在20世纪30年代以前
小飞机 目视飞行
信号灯 红旗和绿旗
通信导航监视系统 3.2甚高频地空通信及对当前系统的改进
(二)未来VHF空地通信系统的特性
全数字化 同一设备可同时提供话音和数据链通信 在同一射频信道上可同时通话与通数据 具有呼叫排队功能 紧急电文优先
＊自动化机载数据系统能够提供大量 参数，通过空地数据通讯传送到地 面监控系统，这是传统的手工记录 参数进行监控的方法无法实现的。 这些参数将为飞机、发动机的故障 诊断提供依据。
二、未来VHF空地通信系统
(一)对整个未来VHF空地通信系统的要求 (1)不降低安全性，力求改进安全性； (2)能同时提供话音通信和数据链； (3)力求降低机载无线电设备的成本； (4)地面基础设施应力求增加容量和功能，同时 有可接受的成本和复杂性： (5)应具有简单的人-机接口，话音通信应能模仿 现行的PTT方式； (6)空-地通信应为地速高至850节(kt)的飞机服务， 空-空通信应为相对速度高至1200kt的飞机服务。
(12)应采取安全措施，防止未经授权的用户利用 话音和数据链 ；
(13)应提供比现行系统更强的防射频干扰能力；
(14)应具有自动通信功能以减轻用户工作负荷；
(15)应便于从现行系统分阶段过渡到新系统；
(16)可以和现行系统共存；
(17)增加控制信道争用的机制(例如先来先服务， 或者通过信令将信道让给优先等级高和用户；
(三)我国VHF地空数据通信网
1、组成
机载航空电子设备 遥控地面站（RGS） 地面数据通信网 网络管理与数据处理系统（NMDPS） 各用户子系统
机载航空电子设备
甚高频数据通信系统的空中节点
功能：是将机载系统采集的各种飞行参
数信息通过空／地数据链路发到地面 RGS站，并接收地面网中通过RGS站转 发来的信息
遥控地面站（RGS）
组成：
空间网络通信系统设计与实现
空间网络通信系统设计与实现一、概述随着信息技术的快速发展，我们已经进入了数字化和网络化时代。
空间网络通信系统作为现代化信息通信技术的一种，则具有资源利用高效、维护成本低廉、覆盖范围广泛等特点，尤其在军事、航天、民航等领域都有着重要的应用。
本文主要从空间网络通信系统的设计和实现角度，介绍其相关技术和应用。
二、设计思路空间网络通信系统是由多个地球轨道卫星和地面站组成的网络，其工作原理主要是通过星间链路和星地链路实现和传输信息。
在设计过程中，需要考虑以下几个方面。
1. 数据传输速率空间网络通信系统的速率往往要求非常高，这主要取决于通信的应用场景。
例如，对于军事领域而言，数据交换的实时性和稳定性是非常重要的，因此要求速率要大于1Gbps。
而对于商用应用而言，速率的要求则较为宽松，但仍需达到数百Mbps至数Gbps。
2. 通信协议和安全保障通信协议取决于不同的应用场景。
例如，L2TP协议可以保证VPN的安全性，TCP/IP协议则可以实现数据包的传输和组装。
同时，加密算法和认证技术则可以保障通信的安全性。
3. 技术支持空间网络通信系统需要多种技术的支持，例如卫星制造、通信系统设计以及大规模用户管理和数据交换。
为了提高系统的稳定性和可靠性，需要在制造和设计过程中对系统进行全面的技术支持，确保系统能够满足高负载、复杂环境下的长期运行需求。
4. 网络拓扑结构空间网络通信系统的网络拓扑结构影响系统的可靠性和性能。
基于时间-空间资源限制的拓扑结构(如TDMA)是一种高效的网络拓扑结构，它可以最大程度地避免资源冲突问题，实现高传输效率。
此外，还需要考虑卫星之间的连接方式，如直通、跳频等，以及应用层的QoS策略选择，以满足不同应用场景下的要求。
三、技术应用1.军事应用军事应用是空间网络通信系统最重要的应用场景之一，它需要实现高速数据交换、保障网络的安全性和有效认证以及提高通信的可靠性。
例如，美国军方的GPS系统就具有高精度、高保密性、高安全性等特点，能够快速定位、追踪和攻击目标，此外，还可以用于快速传递军事指令和数据信息。
新航行系统
教学要求
◎ 了解新航行系统。 ◎了解所需总系统性能。 ◎理解基于性能的导航。
新航行系统
国际民航组织于1983年提出在航空器、空间和地面设施三个 环境中利用由卫星和数字信息提供的先进通信（研制中，尚不具备 所需运行条件，ICAO将该建议称为未来航行系统（future air navigation systems，FANS）方案。基于发展新航行系统的思想， 1993—1994年，ICAO将FANS更名为CNS/ATM系统。1998年， ICAO全体大会再次修订了全球CNS/ATM实施规划，其内容包括 技术、运营、经济、财政、法律、组织等多个领域，为各地区实 施新航行系统提供了更具体的指导。CNS/ATM系统在航空中的应 用将对全球航空运输的安全性、有效性、灵活性带来巨大的变革。 新航行系统使民用航空进入了新发展时代。新航行系统和现行航 行系统的对比如表6-2所示。
新航行系统
所需导航性能能力概念得到了国际民航组织理 事会的批准，国际民航组织理事会指定审查间隔总 概念专家组（Review of the General Concept of Separation Panel，RGCSP）对其做进一步审议。 1990 年，审查间隔总概念专家组注意到能力和性能 有明显区别，并且空域规划依赖于测定的性能而非 固有的设计能力，因此，将所需导航性能能力改为 所需导航性能。
新航行系统
表6-2 新航行系统和现行航行系统的对比
新航行系统
表6-2 新航行系统和现行航行系统的对比
新航行系统
随着新航行系统的不断完善而产生所需总系统性 能（required total system performance，RTSP） 的概念，将对总系统在安全性、规范性、有效性、空 域共享和人为因素方面做出规定，成为发展过程中普 遍应用的系列标准，指导各国各地区实施新系统，保 证取得协调一致的运行效果，使得空域利用达到最佳 水平，从而实现全球一体化的目标。RTSP概念提出的 主要目的是确立一个连续的、有效的、标准化的性能 指标，从而适用于任何空域。
新型数字航空通信系统概述
新型数字航空通信系统概述
数字航空通信系统是一种基于数字技术的航空通信系统，它是目前最先进的通信技术之一。
新型数字航空通信系统能够实现飞机与地面、飞机与飞机之间的高速、高效、安全的通信，为现代航空业带来了巨大的进步。
新型数字航空通信系统主要由三个部分组成，分别是通信导航与监视系统、数字驾驶舱和数字塔台。
其中通信导航与监视系统包含了各种类型的导航仪器、气象雷达、飞行监控雷达以及机载通信设备等。
数字驾驶舱则是集成了多个功能的控制面板和显示屏，可以实现高效的操作和信息交流。
数字塔台则是通过高速的网络和数据传输技术，提供了全球统一的航班监视、规划和指挥服务。
新型数字航空通信系统的最大特点是具有高可靠性、高安全性和高集成度。
它采用多种通信手段，如互联网、卫星通信、数字广播等，具有高度的抗干扰能力和丰富的通信选项，可以随时随地实现全天候、全方位、实时的通信。
另外，数字通信系统能够快速准确地获取和处理大量的飞行数据，为飞行监管、故障诊断和事故调查等提供便利。
不仅如此，新型数字航空通信系统还能够提高机场和空域的利用效率，降低航空运输成本，减少空气污染和噪音污染。
通过数字塔台的实时监视和规划，可以减少飞机的等待、滞留和拥堵，提高了航班的准点率，给航空业带来了良好的经济效益和社会效益。
总之，新型数字航空通信系统的应用，为航空管理、飞行安全、航班效率和环保等方面带来了巨大的变革。
它使得航空业走进一个集信息技术、网络技术、航空技术等多种高科技于一体的数字时代，为人类未来的空中交通带来了更加美好的远景。
新航行系统与试飞安全研究分析论文
新航行系统与试飞安全研究分析论文新航行系统与试飞安全研究分析论文1 引言随着我国航空工业技术的飞速发展，新型号新科目不断增多，试飞科目的数量、难度都在不断增大，为了确保试飞工作的安全，就需要有好的通信、导航、监视系统予以支持。
同样，民航空中交通流量增长引起的飞行冲突、航班延误日益突出，发展缓慢的地面设备满足不了迅速增长的飞行流量的需要，随着航天技术和计算机技术的突破性进展，为建立全球模型的航行系统提供了技术基础。
近十几年来，国际民航组织研究和制定了新的航行系统总体方案，许多国家已经开始了向新航行系统过渡的实际工作。
2 试飞系统的现状科研试飞工作最重要的宗旨之一就是“安全”。
空中交通管理对于保证安全起着非常重要的作用。
当前的军用空管系统，其通信、导航和监视情况为：地空通信主要采用VHF话音通信，用在地面与飞机及飞机与飞机的通信，在高交通密度区域和主要航路使用比较广泛;HF 话音通信用在边远陆地地面与飞机的通信。
导航系统采用多种导航系统共同存在，主要有无方向信标系统(NDB)、全向信标/测距仪系统(DVOR/DME)、仪表着陆系统(ILS)、微波着陆系统(MLS)、塔康等。
监视系统主要采用雷达监视。
随着卫星技术、计算机技术的发展，其局限性越来越严重。
其缺陷主要表现在以下几方面：现有的地空通信采用话音通信，缺少数字式空一地数据交换系统，存在着速度慢、易出错、业务种类受限等缺点。
由于地空之问通过话音进行信息传送，传送100个字符大约占用15~20秒钟，占用信道时间较长，而目前VHF频率资源已非常紧张，使得地空通信之间的效率低下;长时间的.通话容易造成飞行员和指挥员的疲劳，加上口音不一致，会引起说错、听错或者理解错;话音通信也使得大规模的数据通信受到限制，地面数据库信息和机载数据库信息都难以传送;同样也受到多信宿的的限制。
现有的通信、导航、监视系统，其信号大多采取视距传播，存在传播距离近、精度和可靠性差等缺点。
新航行系统
空管气象系统
气象系统：气象数据信息系统、航路气象服务及 终端区域气象系统；
国内大部分机场实现了常规观测的自动化和卫星云图接收 处理系统的布局； 三分之一以上的机场安装了天气雷达； 民航7个气象中心和53个大、中型机场建立了气象数据库 系统和气象资料卫星广播接收系统，构成了以民航北京气 象中心为枢纽的气象信息广域网； 国内部分机场完成了世界区域预报和气象信息综合服务系 统的建设；
新航行系统
在国际民航缔约国中最重要的宗旨之一就 是"安全、维护空中交通秩序和加速空中交 通活动"。几十年来，各国不遗余力地为实 现这一目标而奋斗，用于航空运输的先进 技术、方法和设备层出不穷。新航行系统 以新的体系方式对空中交通产生着深刻的 影响。
新航行系统的发展历史
ICAO1983年提出在飞机、空间和地面设施三个环境中利用 由卫星和数字信息提供的先进通信（C）、导航（N）和监 视（S）技术。ICAO将该建议称为未来航行系统（FANS） 方案。 1988年5月FANS第四次会议，建议采纳主要基于卫星技术 的全球新CNS/ATM系统，即FANS系统； 1990年成立FANS-II委员会，负责制定FANS系统的实施计 划和过渡安排； 1991年FANS的概念和基本方案在ICAO第十次航行会议上通 过，并于1992年10月得到ICAO第29届大会批准； 1993年FANS/II委员会完成历史使命，转入实施阶段，同 时改称为CNS/ATM系统，简称新航行系统
空管监视系统
终端区域监视系统：一次雷达PSR、二次雷 达SSR,场面监视雷达SMR； 航路监视系统；雷达监视、自相关监视系 统；
空管监视系统
国内空管监视系统现状
37个机场和地区共安装50套雷达系统，其中一次/二次雷 达33套，单二次雷达系统16套，单一次雷达1套； 雷达系统分布在哈尔滨-沈阳-北京-西安-成都-昆明一线 以东飞行繁忙地区； 37个机场建设完成40套雷达处理系统，配有雷达数据重放 设备和话音处理功能。 北京、上海和广州分别配备了24席位以上的话音处理系 统；现用雷达终端显示席位共计220套； 上海浦东机场引进构成了全国第一套场面监视雷达，为飞 行繁忙机场实施场面监视提供了可靠手段
空运航班的空中通信和导航系统
空运航班的空中通信和导航系统空中通信和导航系统对于空运航班的安全和准确性起着至关重要的作用。
随着航空技术的发展和飞行需求的日益增长，空运航班的空中通信和导航系统也不断得到改进和升级。
本文将重点探讨空运航班的空中通信和导航系统的功能和技术，并介绍一些常见的空中通信和导航设备。
一、空运航班的空中通信系统空运航班的空中通信系统是实现飞行员与空中交通管制员之间相互沟通和传递信息的重要工具。
其主要功能包括语音通信、数据通信和紧急通信等。
1. 语音通信语音通信是空运航班与地面的交流方式之一。
飞行员和空中交通管制员通过无线电频率进行语音对话，以确保飞行操作的协调和安全。
通常，空中通信系统会提供多个无线电频率，以应对不同的飞行阶段和通信需求，如起飞、爬升、巡航、下降和着陆等。
2. 数据通信随着航空技术的进步，数据通信在空运航班的空中通信中扮演着越来越重要的角色。
数据通信主要通过数字方式传递信息，可以传输各种飞行参数、导航指令和航班计划等数据。
这种方式能够提高通信的准确性和效率，减少误解和误操作的可能性。
3. 紧急通信紧急通信是在遇到紧急情况时与地面进行的特殊通信方式。
飞行员可以通过紧急频率与空中交通管制部门或其他飞机进行联系，请求紧急救援或协助。
这种通信方式通常与飞机的紧急信标一同激活，以便更快地确定飞机的位置和需求。
二、空运航班的导航系统空运航班的导航系统旨在确保飞机在飞行中保持准确的航向和位置。
传统的导航系统主要依赖于地面导航设施，如雷达、无线电信标和航路标志等。
然而，随着卫星导航技术的发展，全球定位系统（GPS）逐渐成为主流的导航方式。
1. 传统导航系统传统导航系统主要包括雷达导航、非定向无线电信标导航和VOR/DME导航等。
雷达导航通过地面雷达站向飞机发送信号，飞机根据信号来确定自身位置和飞行方向。
非定向无线电信标导航则以无线电信标为基准，飞机根据接收到的信号进行导航。
VOR/DME导航则是利用VOR（航向无线电导航）和DME（距离测量设备）相结合的方式，提供更准确的导航信息。
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中 国 民 航 飞 行 学 院 学 报 Nov. 2002 16 Journal of China Civil Aviation Flying College Vol .13No .4
吴盘龙，男，1978年生，博士研究生。 新航行系统中的地空通信网络 吴盘龙① 贺尔铭 马宁波 顾宝华 （西北工业大学）
摘 要：通信系统是新航行系统的重要组成部分之一，本文首先描述目前我国民航通信网络现状，分析了其缺点和不足之处。并对新航行系统中的新一代航空电信网（ＡＴＮ）体系结构和组成进行了分析。重点对ＶＨＦ通信、卫星通信的原理和应用进行了概括和总结。最后对民航通信网络的建设和发展做出了展望。 关 键 词：航空电信网 ＶＨＦ通信 卫星通信 数据链 中图分类号：Ｖ１１ 文献标识码：Ａ
一、概述 通信是新航行系统（ＣＮＳ／ＡＴＭ）的四大组成部分之一，所有的管制中心之间，管制中心与飞机、雷达、气象站及营运部门等之间的信息传输和交换都由通信系统完成。它主要传输语音、数据、文字、图表等信息。随着计算机技术的快速发展，计算机与通信技术相结合而产生的计算机通信网络得到日益广泛的应用。通信系统使得计算机之间的数据通信成为可能，并能做到资源共享。 二、民航通信现状 随着中国民用航空事业的发展，民航通信系统经过“八五”和“九五”期间的民航通信基础设施建设，现已初具规模。 首先，在平面通信方面，中高速自动转报已成为主要的通信方式，全国民航自动转报机分布在全国主要民用和军民合用机场，各用户的电报终端，可实现与网上任一用户单位间的电报数据通信。该网络能够提供ＡＦＴＮ和ＳＩＴＡ两种格式电报的传输业务。它是空管系统及航空公司商务信息传输的主要手段。 其次，中国民航建成了以民航总局、各地区管理局为结点的民航分组交换网，该网络５０余套分组集中器分布在全国民航所有省会机场和大型航站，为民航空管、航空公司等部门的各种数据信息的交换提供了传输通路。该网络可以提供Ｖ．１１、Ｖ．２４、Ｖ．３５、Ｘ．２１等类型的端口，为用户提供３００ｂｐｓ到６４ｋｂｐｓ速率的数据通信服务。目前正将该网络扩充改造成为帧中继数据通信网。 第三，中国民航建成了专用卫星通信网，由话音通信网（ＴＥＳ）和数据通信网（ＰＥＳ）两部分组成，能够为各类用户提供数据和话音通信服务。该网络在全国１２５个机场建有ＴＥＳ卫星小站，在９５个机场建有ＰＥＳ卫星小站，可分别提供数据和话音端口１ ２００多个，数据端口１ ６００多个。目前该网络已覆盖民航系统所有机场，能提供各种专用卫星电话服务及３００～６４ｋｂｐｓ的数据通信服务，保证了民航结算、航务管理、航行情报等业务信息的传输。 由于ＶＨＦ技术发展迅速，ＶＨＦ地空通信取代２０世纪９０年代初期的ＨＦ技术而成为主要通信手段。目前，在机场终端管制范围内，ＶＨＦ通信可提供塔台、进近、航站自动情报服务、航务管理等通信服务。在航路对空通信方面，随着在全国中大型机场及主要航路（航线）上的ＶＨＦ共用系统和航路ＶＨＦ遥控台的不断建设，京沪穗三角地区和其他国际航路６ ０００ ｍ以上高空管制区基本实现ＶＨＦ通信覆盖，在一些繁忙航路上达到了 ３ ０００ ｍ以上的ＶＨＦ通信覆盖。 三、新航行系统中的通信系统 通信是ＣＮＳ／ＡＴＭ的前提和基础，一个完备的可操作的通信系统允许航空运输系统中的管理人员通过其与本系统内的飞机以及其他部门人员通信，更重要的是通过这样一个通信网络，空中交通管制人员不仅可以对空域的飞机进行动态管制，飞行员同样可以通过该网络随时了解到周围和本空域飞机动态情况，真正实现国际民航组织所谓的“自由飞行”。这个通信网就是国际民航组织努力支持和正在全世界发展的航空电信网（ＡＴＮ）。 国际民航组织（ＩＣＡＯ）推荐的以开放式系统互联参考模型（ＯＳＩ）为基础的新一代航空电信网（ＡＴＮ）是全球范围内适应航空计算机应用的发展和航
空管理自动化的需求而组成的空地一体化的数据信息交换网络。ＡＴＮ将航空界的机载计算机系统与地面计算机系统连接起来，ＡＴＮ能支持多国和多组织的运行环境，使之随时互通信息。ＡＴＮ将按照国际标准化组织（ＩＳＯ）的开放互连（ＯＳＩ）７层模型来构造。主要由３个子网构成：机载电子设备通信子网（数据链管理系统）；空地通信子网；地面通信子网（分组交换、局域网）。各类子网之间利用路由连接器连接，用户经路由器通过网关进入ＡＴＮ，再按照网间协议和标准进行信息交换。地面路由器确保将信息传送到要求的终端和飞机，并保存每架飞机的位置信息；跟踪系统配合地面网络，分析媒体的可用性，向飞机发送信息数据。飞机路由器确保飞机信息通过要求的媒体发送。 在现阶段，通信方式和格式繁多，缺乏一致性和兼容性。但是，所需通信性能（ＲＣＰ）将是今后通信技术发展和应用时共同遵守的标准，如同ＲＮＰ。为了保证航空通信业务的连续性和互操作性，未来ＡＴＮ必须是从现有系统或网络过渡发展而来的。飞机通信选址报告系统（ＡＣＡＲＳ）是目前向ＡＴＮ过渡的一种数据链类型。所以，作好现有民航通信网络管理将是保证未来ＡＴＮ正常运行的基础。 在ＡＴＮ中，数据通信将占很大的业务份额。目前，数据
通信系统（又称数据链）包括卫星数据链、甚高频（ＶＨＦ）数据链、ＨＦ数据链和二次监视雷达Ｓ模式数据链，所支持的数据传送方式是面向字符格式的数据传送。这种综合性的通信方式，主要是为适应飞机航路的特殊环境而建立的。在陆地上空以ＶＨＦ为主要方式，跨洋飞行采用卫星或ＨＦ数据链，而在高密度的经济发达地区，则以二次雷达数据链作为传递信息的方式。 新航行系统的通信可分为机载通信、地空通信和地面通信三部分。其主要通信手段有甚高频（ＶＨＦ）语／数通信、Ｓ模式应答机和航空移动卫星通信服务（ＡＭＳＳ）。尤其以甚高频（ＶＨＦ）语／数通信和航空移动卫星通信建设为主。
１．甚高频（ＶＨＦ）地空数据通信 从１９９８年开始，地空数据通信在中国民航空管和航空公司飞行管理中得到了应用，民航建成了以北京为主中心、各管理局为分中心，覆盖全国大部分航路的ＶＨＦ地空数据通信网。该网是由中国民航自主管理、自成体系并与国际联网的地空数据通信系统，它可以为民航当局、航空公司和空管部门提供有关飞机飞行过程中的实时动态及有关信息，并将地面有关部门的相关信息及时传递给飞行中的飞机。民航通信系统基本步入现代化、系统
Nov. 2002 中 国 民 航 飞 行 学 院 学 报 Vol .13No .4 Journal of China Civil Aviation Flying College 17
吴盘龙，男，1978年生，博士研究生。 化、网络化的建设轨道，为飞行安全提供了良好的通信保障 ⑴甚高频（ＶＨＦ）地空数据网的组成 甚高频（ＶＨＦ）地空数据通信是民用航空运输与交通管制的重要组成部分，自上个世纪７０年代开始出现以来，得到了非常广泛的应用。中国民航甚高频地空数据通信网络是目前国内覆盖范围最大的网络之一。它分两期进行建设，一期工程已于１９９８年７月正式竣工，建设了２５座远端地面站（ＲＧＳ），覆盖了哈—京—广以东的我国东部航路，建设了网络管理与数据处理中心（ＮＭＤＰＳ）。近期内还将在中国的中部和西部再增建１００座远端地面站（ＲＧＳ）。届时，将覆盖全国所有航线。并与国际上ＡＲＩＮＣ网和ＳＩＴＡ网实现互联。 ２．ＶＨＦ地空数据链在空管中的应用 ⑴自动相关监视系统（ＡＤＳ）：机载电子设备获得ＡＤＳ信息（包括飞机的识别码、经度、纬度、高度、时间和其他辅助信息数据等），通过ＶＨＦ数据链传送到地面管制员的ＡＤＳ终端，生成空中交通信息，在管制屏幕上显示。信息处理系统采用高性能的ＰＣ工作站，显示终端采用地理信息系统（ＧＩＳ）平台。根据ＡＤＳ信息能够及时检测到航路点引入差错和ＡＴＣ环路差错，对当前飞机计划符合性监督和偏离检测，及时发现飞机对放行航迹的偏离情况，提供更好的航迹连续性和位置、速度、加速度估计等防止碰撞的最基本要素，从而缩减了飞行间隔标准，降低虚警数目。基于ＶＨＦ数据链的ＡＤＳ系统，可实现与飞行计划和ＳＳＲ数据的融合，依据这些信息做出适应交通情况的飞行计划的修改。 ⑵飞行员与管制员直接通信（ＣＰＤＬＣ）：通过ＶＨＦ数据链，管制员可以直接向飞行员发送管制指令来指挥飞机的飞行，飞行员也可以直接向管制员发送各种飞行请求，这些命令和请求均以数据报文的形式实现，这是一个双向数据链的典型应用。 ⑶飞行放行许可（ＰＤＣ）：通过ＶＨＦ数据链，实现机场塔台管制员对飞机的放行许可。当飞机需要起飞时，飞机向塔台管制员发出请求，由塔台发出飞机放行许可报文信息，并在飞行员的多功能显示单元（ＭＣＤＵ）显示。 ⑷海洋放行许可（ＯＣ）：利用ＶＨＦ数据链的双向数据通信功能，当飞行员进入洋区管制区时，直接向管制员提出越洋飞行请求，由管制员发出飞机跨洋飞行许可。 ⑸数字自动终端信息服务应用（Ｄ－ＡＴＩＳ）：在机场终端区，利用ＶＨＦ数据链，塔台管制员将机场信息（起降机场的气象、温度、风向、风速、跑道号）等数据进行广播发送，终端区内的飞机自动接收并显示在ＭＣＤＵ上。 ⑹广播式自动相关监视（ＡＤＳ－Ｂ）：通过ＶＨＦ数据链系
统，实现飞机ＡＤＳ信息的广播式传送，使飞行员知道其周围ＶＨＦ通信覆盖范围内的所有飞机的位置及相关信息。由于可实时监视空中飞机态势，增强了飞行员的空中态势认知能力，提高了飞机飞行时的相互协同能力，这正是未来“自由飞行”的基础。 ３．卫星通信系统 我国幅员辽阔、地形复杂、人口分布疏密不均，海上、空中与地面移动用户众多而通信手段比较落后。随着改革开放和市场经济的蓬勃发展，卫星移动通信的前景十分诱人。由于我国属于经济技术不够发达的发展中国家，实施过渡计划时间可考虑比ＩＣＡＯ ＦＡＮＳ委员会的计划推迟５年，即阶段Ａ：１９９５～２０１０年，阶段Ｂ：２００５～２０２０年。 ⑴卫星通信的发展概况 航空卫星移动业务（ＡＭＳＳ）通信，从实验研究到逐步成熟并广泛应用经历了４０多年的历程。１９８３年ＩＣＡＯ成立了未来航行系统（ＦＡＮＳ）专门委员会，对航行系统的当前状况和未来发展进行了研究。经过从概念到技术方案的设计阶段（ＦＡＮＳ Ｉ），从方案论证到制定全球过渡计划的定义规划
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